排水系统的分类与选择
卫生器具及卫生间
高档卫生间设计要求
冷热水管道铜管或不锈钢管
排水管机制铸铁排水管
尽量采用器具通器如条件限制也应是环形通气连接
卫生间可不设地漏
优质的热水供应龙头打开35秒就出热水滞水长度不大于5m
单独的淋浴采用大水量多变化的淋浴头淋浴排水宜DN75
排水支管避梁安装示意
最高日和最大时生活排水量计算
居住建筑给水量的085090
公共建筑排水量给水量
综合建筑区居住水量公建水量
注意绿化道路浇洒水冷却塔补水水景补水不计入排水室外污水管计算时适当考虑进污水泵排水流量
伸顶通气立管排水能力QLs
有专用通气立管排水能力QLs
立管排水能力
新规范报批稿立管排水能力两大变动
塑料立管负荷降低与铸铁管持平
负荷值大幅度降低比如单立管5432
为何这么大变动目前数据存在什么问题
立管内流量与压力的关系排水能力的确定
气压沿立管的典型分布上部负压底部正压最大负压值大于底部正压
压力和水流关系流速越大水流量越大负正压值越大水封损失越多
流量负荷40mm负压对应的流量目前流量负荷对应的负压远大于40mm水柱
提高排水能力措施
负压形成原因空气芯在水流拖拽下向下流动支管入水在立管横断面上形成水舌使过气断面收缩气流形成很大的局部气压损失压力突降
谬论水向下气向上通气改善水流状况等
减小压力提高排水能力措施
设通气管道气流绕过水舌
特殊接头含三通消除水舌增过气面
螺旋立管加吸气阀等
排水系统水力计算
UPVC塑料管道最小坡度建筑层高紧张时有优势
排水管道的材料与接口
建筑内排水管道应采用柔性接口机制排水铸铁管及相应管件建筑排水塑料管道及相应管件
对防火等级要求较高要求环境安静的场所不宜采用塑料排水管材
环境温度可能出现0以下的场所连续排水温度大于40或瞬时排水温度大于80的管道应采用金属排水管
卡箍式柔性接口排水铸铁管的卡箍材料和紧固件材料均应为不锈钢
建筑排水用塑料管主要为UPVC管大多采用专用胶水粘接螺旋管一般采用螺纹接头
采用UPVC螺旋管时立管用螺旋管横管应采用光滑管连接管件及配件应采用螺旋管件
当采用UPVC螺旋管时立管上的三通四通必须采用侧向进水型管件横管接头宜采用螺母挤压密封圈接头也可采用粘接接头
排水管道敷设的原则和不准设置的场所
建筑物内排水管布置应符合下列要求
卫生器具至排出管的距离最短管道转弯最少
立管靠近排水量最大最脏杂质最多排水点尽量不转弯
宜明设也可在管槽管道井管窿管沟或吊顶内暗设但应便于安装和检修在全年不结冻地区可沿建筑外墙敷设
排水管道连接应符合下列要求
横管与横管或立管的连接优先选45斜三通或45斜四通其次顺水三通或四通
连接要求靠近排水立管底部的排水支管连接
注1当横干管比与之连接的立管大一号管径时可将距离缩小一档
2当塑料立管的排水量超过铸铁立管的排水能力时不宜按注1执行
连接点距立管底部下游水平距离L不宜小于3m且不得小于15m底部排水支管的连接不能满足本款第两图要求时底层排水支管应单独排出
与室外排水管道连接时排出管管顶标高不得低于室外排水管管顶标高其连接处的水流偏转角不得大于90当有大于03m的跌落差时可不受角度的限制
室内卫生器具处地面标高或地漏面标高低于室外检查井地面标高时该卫生器具排水管不得直接接入室外检查井
排水管道不准设置的场所
食品和贵重商品仓库通风小室变配电间和电梯机房
食堂饮食业厨房的主副食操作烹调备餐部位浴池游泳池的上方当受条件限制不能避免时应采取防护措施如在排水管下方设托板托板横向有翘起边缘纵向应与排水管有一致的坡度末端有管道引至地漏或排水沟
沉降缝伸缩缝抗震缝烟道和风道条件限制必须穿沉降缝变形缝时沉降缝处应预留沉降量设不锈钢软管柔性连接并在主要结构沉降基本完成后再安装伸缩缝处应安装伸缩器
不埋在结构层内在地下室必须埋设时不得穿越沉降缝宜采用耐腐蚀的金属管道坡度不小于通用坡度最小管径不小于75mm并应在适当位置加设清扫口
立管不得穿越卧室病房等对卫生安静要求较高的房间并不宜靠近与卧室相邻内墙
不穿过图书馆书库不应安装在与书库相邻的内墙上
不得穿越档案馆库区
不宜穿越橱窗壁柜
住宅卫卫生器具排水管不宜穿越楼板进入他户
生活给水泵房内不应有污水管道穿越
生活饮用水池水箱的上方不得布置排水管道且在周围2m内不应有污水管线
间接排水与防污染措施
设备间接排水宜排入临近的洗涤盆地漏排水明沟排水漏斗或容器间接排水口应有空气间隙
排水管道在穿越楼层设套管且立管底部架空时应在立管底部设支墩或采取牢固的固定措施立管在地下室与排出管连接的转弯处也应设支墩或其他固定设施
通气管布置
增加了侧墙式通气吸气阀和正压衰减器
通气管分类设置条件和连接方式
通气立管系统
建筑标准要求较高的多层住宅和公共建筑10层及以上高层建筑
环形通气系统含主通气立管或副通气立管
同一支管连接的卫生器具在4个及以上且支管长度大于12m时
同一支管连接大便器在6个及以上时
横支管的充满度超过最大充满度规定的数值时
使用要求较高的建筑或高层公共建筑
器具通气系统对卫生安静条件要求较高的建筑物内
同层排水系统
1卫生间器具全在地面之上横支管走在地面上的夹墙内又称夹墙法不设地漏
2降板或局部降板法即在需要敷设排水横支管处区域把结构楼板相应降低250350mm排水管道安装后再用轻质材料如泡沫混凝土填实再做找平防水层
3踏步法把卫生间地面抬高排水横支管敷设在楼板之上
多数采用合流制减少排水管道交叉排水横管至立管时须确保坡度地漏宜单独接立管或接口靠近立管处防止其他器具排水时造成地漏自溢
真空排水系统技术要点
工作原理建筑内用真空排水系统与飞机上真空便器相似但规模大设备和控制复杂
系统中保持0035006MPa负压
真空排水系统特点
安装灵活横管无需重力坡度节省空间卫生间位置不强求上下对齐卫生间下层不允许附设排水管真空排水甚至可以上行输送
节水真空坐便器一次冲洗量为1L对重力系统坐便器而言目前一次冲洗量为6L靠空气和水冲洗
卫生正常工作时管道无臭气外泄是一个全密闭排水系统无透气管排水管系统为真空状态
选用的设备供应商要求设备可靠性强使用寿命长例如真空控制阀应能正常工作30万次无故障能指导安装具备系统协调能力确保调试和正常使用还要能提供备品备件培训专业管理人员
高层建筑排水
高层综合楼分区排水例如
一幢超高层综合楼在竖向上分成三段
最上部建筑公寓中部酒店下部餐饮娱乐
排水分区可分成三段公寓区酒店区餐饮娱乐区
公寓卫生间排水在上技术层汇总酒店卫生间在下技术层汇总后排下餐饮娱乐分排水系统在底层下分别汇总排出
屋面雨水的控制标准排除方式
给排水工程师在设计中需要解决的屋面雨水排除标准一般建筑10年重现期雨水
重要公共建筑高层建筑50年重现期雨水
排除方式或手段可选下列之一种
全部用一套管网系统排除
一部分用管网系统排除另一部分用溢流口排除
用两套管网系统排除其中一套排溢流雨水
三种屋面雨水系统的共性
雨量较小时雨水口水深浅入流量小横管和立管中的水流具有自由水表面水面上作用着大气压或接近于大气压为无压流态
降雨量很大时雨水入口的水深增加把入口淹没在水面下且达到一定深度比如水位升到女儿墙上的溢流口底面横管和立管的整个断面均被雨水充满水流为有压流动
降雨量较大但入水口不能被全部淹没时管道中的水流处于无压流和有压流之间的过渡流态或简化称呼为半有压流
一个系统无论半有压虹吸式或重力流式都
雨水入口水深足够浅时如30cm系统内均为无压流动
水深足够大全淹没入口系统转变为有压流动
水深不能封闭入口时过渡流态或半有压流
各系统在运行中都不可避免地经历无压流态半有压流态甚至有压流态目前市场上的三种系统中的任何一种都不可能把管道中的水流控制在一种状态上
最大排水能力非设计能力都和管径排水高度正相关且排水能力相同
各屋面雨水系统的特点
建筑物雨水系统的选择原则
屋面雨水排除优先选既安全又经济的系统
安全性雨水系统应迅速及时有组织地将屋面雨水排至室外并且
1屋面天沟不向室内溢水或泛水
2室内地面不冒水
3管道能承受正压和负压作用不变形不漏水
4屋面溢流少或避免
经济性雨水系统在满足安全排水前提下能够
1工程投资费用少造价低用料省
2少占用建筑空间高度
3系统的寿命长
建筑物雨水系统的选用
建筑屋面一般应采用6587型斗雨水系统
长天沟外排水应采用6587型斗雨水系统
大型屋面厂房库房或公建当悬吊管受室内空间限制时宜采用虹吸式雨水系统
檐沟外排水宜采用重力流斗雨水系统
当溢流设施最低溢流水位高于雨水斗进水面10cm以上时不应采用重力流斗内排水系统
排水高度小于3m时不得用虹吸式系统
内排水应采用密闭系统
阳台雨水不排入屋面雨水立管
雨水斗及溢流口设计不能避免超量雨水进入系统时必须考虑压力作用不可按无压重力流设计
65型8779型雨水斗系统计算部分
新旧版的差异雨水斗DN100服务面积
6587型雨水斗排水能力
新旧版的差异立管DN100服务面积的异同
雨水立管排水能力
立管越高管径越大排水能力越大
DN100立管高12m时顶层和次顶层同时进水立管最大可排水42Ls
立管设计排水能力取1925Ls仍留有足够排水余量
悬吊管排水能力
QAvvR23I12n
新旧版差别在参数I
旧版I悬吊管敷设坡度
新版I水力坡度IhhL
h悬吊管末端的的最大负压mH2O取05
h雨水斗和悬吊管末端的几何高差m
L悬吊管的长度m
设计关注要点
管材承压正压和负压正压耐灌水试验负压耐虹吸作用雨水管道应采用钢管不锈钢管承压塑料管等其管材和接口的工作压力应大于建筑物高度产生的静水压且应能承受009MPa负压
内排水要用密闭系统
多斗系统立管顶端不设雨水斗
雨水斗宜对雨水立管做对称布置
一个悬吊管上不超过4个雨水斗
设计关注要点
悬吊管的敷设坡度不宜小于0005
悬吊管的管径可按下游段的管径延伸到起点不变径
一个悬吊管上连接的几个雨水斗的汇水面积相等时靠近主管处的雨水斗连接管可适当缩小以均衡各斗的泄水流量
接入同一悬吊管上的各雨水斗应设在同一标高层上
超设计流量雨水不要指望溢流口能排除
设计关注要点
不同标高层的雨水斗接入同一个立管或系统时最低斗宜在系统立管或系统高度的23以上
屋面天沟包括边沟设置
天沟沟底可水平设置或有坡度设置北方寒冷地区不宜做平坡
当天沟坡度小于0003时雨水出口应自由出流
天沟的深度应在设计水深上方留有保护高度
天沟长度一般不超过50m经水力计算确能排除设计流量时可超过50m
天沟中的雨水斗应避免布置在沟的转折处
天沟不应跨越建筑沉降缝或伸缩缝
天沟宜设置溢流设施
虹吸式屋面雨水系统
类似于冷却塔回水三个斗为集水盘回水到集水池
三个斗盘的进水量要均匀进水少的会溢水因此各节点的压差要尽量小要尽量利用水的位能减小管径负压真空值要控制
虹吸系统不神秘水力计算应该都会做
各个管段节点都需要做压力平差计算
系统的流量负荷管材管道布置等都考虑水流压力的作用
选用承压金属管材和接口用承压塑料管时应能承受009MPa以上的负压
汇水面积大于5000m2的大型屋面宜设2组及以上独立的系统单独排出
不同高度不同形式的屋面宜采用独立的系统单独排出塔楼侧墙雨水和裙房雨水应各自独立排出
管道敷设坡度小或无坡度且管径小在大型屋面建筑中节省建筑空间主要优点
雨水斗应设于天沟内DN50的雨水斗可直接埋设于屋面应采用带集水斗型雨水斗
雨水斗宜对雨水立管做对称布置
连接有多个雨水斗的系统立管顶端不得设置雨水斗
立管用高密度聚乙烯管时应设检查口最大间距不大于30m金属管材检查口设置同87斗系统
立管应设过渡段
1过渡段应设在系统的末端
2过渡段下游的管道应按重力流管道设计
雨水斗的最大排水能力与6587斗相近但设计排水能力不留余量取最大值
超设计流量雨水必须借助溢流设施溢流设施不可缺失
系统的水力计算
1各斗设计流量6Ls
2系统总高度和直线管长HT80585m
到过渡段且不低于地面L8199305305m
3估算总当量管长管直长16倍
LE30516488m
4估算水力坡度iHTLE85m488m0174
选择管径水力坡度流速
根据流量估算的水力坡度在图上选管径和对应的水力坡度并注意满足流速不应小于1ms
管段1018Ls估算i0174
选D110mm对应的实际i为0065流速23ms
若210管径缩1号选DN90则系统总水头损失为804m出口处剩余水压只045m不足1m
6检查立管DN
7590
HT3m5m
7据所选DN确定配件当量长和管段计算长LE
8据坡度i和管段LE逐段计算管道水头损失iLE和末端水头
9检查节点压差应符合
DN75时Pi10kPa
DN100时Pi5kPa
如点2分别为581和598m水柱压差值小于05m水柱或10kPa满足
10检查系统出口水压3个雨水斗至系统末端出口的剩余水压分别为135124118m水柱均大于1m水柱满足要求
11检查最大负压最大负压为613m水柱满足真空度要求
6587斗和虹吸式雨水斗的比较
构造都有阻气顶板都有整流栅反涡流6587斗无下沉腔虹吸斗有一类也如此
水力性能特性曲线相似最大流量的斗前水深相近无下沉腔
重力流屋面雨水系统
根据规范4914条不同设计流态的系统应采用相应的雨水斗重力流系统应采用重力流雨水斗
注意
重力流雨水斗无法控制自由堰流和重力排水流态
重力流管道系统也无法控制重力流态
流量一旦超过附壁膜流极限流量立管中的膜流状
态立刻转化到过渡流态或者半有压流态增设通气立管进气性能远优于重力流雨水斗都无济于事
工程设计无法控制重力流态
屋面溢流口高度一般高于屋面2030cm会高于雨水斗的淹没入流水位当雨水面达到溢流水位斗前水位已高于折点水位雨水斗入流为几乎满管流的状态
超设计重现期雨水进入重力流系统后系统中的流态会向半有压流甚至有压流转变产生明显正压和负压造成负压区塑料管吸瘪室内检查井冒水甚至管道系统的破坏重力流系统设计必须考虑非重力流工况及压力作用
当重力流雨水斗系统设计考虑了压力作用即非重力流排水工况后便发现该系统的设计条款和传统的87型雨水斗系统变得非常相像
同样要使用既抗正压又抗负压的管材
同样要设计成密闭系统怕水淹的场所
同样要考虑压力对雨水斗流量的影响等等
重力流系统所宣称的优势便不复存在
当重力流雨水斗系统设计考虑了压力作用即非重力流排水工况后系统所宣称的优势便不复存在和6587型雨水斗系统相比具有的突出特点便是
1立管排水能力可用附壁膜流公式计算
2使用的雨水斗数量多悬吊管和立管的管径大或根数多耗用材料多
耗用翻倍管材换来的只是能对雨水立管进行公式计算实际上设计人员仍是查表这不值得也和国家节材政策相悖
生活排水单立管最大通水能力数据都不是用公式计算来的都是来自试验6587型雨水斗系统的流量数据根据试验确定也属正常规范不应歧视它
雨水提升系统
下沉庭院室外下沉广场或下沉地面应设置雨水口雨水排入雨水集水池
地下室汽车坡道和地下室窗井的雨水集水池应设在室内
收集室外雨水的集水池应设在室外
水池容积和水泵流量的关系
容积大泵流量可小
容积小泵流量大最大5min降雨强度
当雨水积水会向室内回灌有严重损失时水池容积最小要能储存5min雨水
建筑与小区雨水利用
雨水利用径流量
1雨水控制利用径流总量按下式计算
W10chyF
式中雨量c按表采用平均雨量径流系数按地面种类加权平均算
2设计降雨重现期
雨水入渗系统不宜小于2年雨水收集回用系统宜为12年雨水调蓄排放系统宜为2年
3设计降雨厚度
降雨厚度hy以日为单位计算根据当地近期10年以上降雨量统计确定
各地水文手册有当地降雨资料
常年最大24h雨量均值
4汇水面积
为小区内的所有硬化面面积包括屋面路面广场停车场等景观水体面也包括在内
汇水面积按汇水面水平投影面积计算
基本思路W渗1天W回用3天10chyF
雨水收集回用
回用雨水的水质标准
与中水的重要区别BODvsCOD
雨水收集系统
系统中设弃流设施时弃流设施服务的各雨水口至该设施的管长宜相近
雨水蓄水池设在室内时雨水收集管上应设重力排到室外的超越管超越转换阀门能自动控制
向室外蓄水设施输送屋面雨水的室外输水管可用检查口替代检查井管道设计流量的降雨重现期可按雨水蓄水池的设计重现期取值
初期径流雨水弃流
屋面收集弃流装置宜室外设室内时应密闭式弃流池宜靠近雨水蓄水池蓄水池设室外时弃流池不设室内
可采用23mm径流厚度地面弃流可采用35mm径流厚度
初期径流弃流量按下式计算WiF
弃流雨水可排入雨水排水管道或污水管道也可就地排入绿地排入污水管道时应确保污水不倒灌回弃流装置内
渗透弃流井应符合
1井体和填料层有效容积不小于弃流量
2位置距建筑物基础不小于3m
3渗透排空时间不超过24h
雨水蓄存
1常用储存设施景观水体钢筋混凝土池各种成品水池水罐等
2景观水体宜作储存设施水面和溢流水位之间的空间作为蓄存容积
3蓄水池罐宜设室外地下室外地下蓄水池罐的检查口应设防人员落入的双层井盖
4蓄水池可兼作自然沉淀池兼做沉淀池时应满足进水端均匀布水出水端避免扰动沉积物进出水管的设置不使水流短路
雨水蓄水池应设溢流设在室内且溢流水位低于室外地面时应设自动提升设备排溢流雨水按50年降雨重现期5min降雨强度设计并不得小于集雨屋面设计重现期并设溢流报警
雨水蓄水池宜和中水原水调节水池分开设置分别水质处理
蓄水池储水容积计算取下列2个值得小者
收集面上的日径流雨量雨水供应管网的3Qd
计算例题
某小区有屋面面积345m2其中70的屋面做雨水收集回用于小区的杂用水
杂用水管网系统Qd为4491m3其中冲厕2066m3绿化浇洒210m3洗车325m3补水采用小市政中水当地1a重现期最大日降雨量为55mm
要求确定工程规模
1日雨水径流量
屋面雨量c取09则日雨水径流总量为
W10chyF1009553457011954m3
2弃流雨量按2mm计Wi10234570483m3
3蓄水池容积
蓄水池有效容积为1195448311471m3
雨水管网Qd4491m33Qd3449113473m3取小者11471取整1150m3
4雨水处理设备
雨水用途有冲厕和洗车需过滤处理处理规模根据日用水量确定449124187m3h
取整数20m3h选择过滤设备
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